Many system applications require th

Many system applications require that capacitors be connected together, in series and/or parallel combinations, to form a "bank" with a specific voltage and capacitance rating. The most critical parameter for all capacitors, including ultracapacitors, is voltage rating. Subjecting almost any capacitor to a substantially higher voltage than it was designed to withstand usually results in an irreparably damaged, nonworking capacitor. This is especially true for ultracapacitors, so they must be protected from overvoltage conditions.

Capacitors typically have two voltage ratings. Whatever voltage the capacitor can sustain indefinitely, without damage or performance degradation, is called the continuous-working voltage. On the other hand, the voltage that a capacitor can handle for just a short period of time, like a few hundred milliseconds, is the momentary peak or surge rating.

When an ultracapacitor is subjected to more than a tolerable voltage, the organic electrolyte within the cell begins to decompose, producing a gaseous byproduct. If the overvoltage condition persists long enough, the pressure may build up until the safety vent on the ultracapacitor's package opens. Consequently, more of the electrolyte will decompose and vaporize until the ultracapacitor's effective internal resistance increases and becomes an open circuit.

In short, impressing more voltage on an ultracapacitor than it's rated to withstand usually necessitates replacement. Therefore, prevention is the most sensible practice, as it may effectively eliminate ultracapacitor repair and maintenance costs. It also eradicates other potential causes of equipment downtime.

After voltage rating, the two most significant parameters for all types of capacitors are their capacitance and equivalent series resistance (ESR). When many ultracapacitor cells are connected together in a series string, these three parameters are affected as follows:

Overall Voltage Rating Of A Series-Capacitor String: The total voltage that can be im-pressed across a string of capacitor cells connected in series equals the sum of each cell's individual voltage rating. Ultracapacitors are usually connected together in series so that they can be subjected to a higher voltage than the available individual cells are rated to withstand.

Overall Capacitance Value Of A Series-Capacitor String: The net capacitance of a string of capacitor cells is the reciprocal of the sum of the reciprocals of every cell's capacitance. This is most easily understood if all members of the string have equivalent capacitance value. Then, the capacitance of the whole string will equal the individual cell capacitance divided by the number of cells in the string. For example, connecting 100 cells, each with 1000 Farads (F) of capacitance in a series string, will produce an overall effective capacitance of 10 F.

Overall ESR Of A Series-Capacitor String: The total ESR of the string has the same cumulative characteristic as the cell voltage. In other words, it equals the sum of all individual ESR values. A 100-cell string with 5 mΩ of dc ESR each will have an overall dc ESR of 500 mΩ.

Capacitors connected in series are subject to the "weakest-link" principle. The poorest performer in the string sets the performance "pace" for the rest of the string. Therefore, five individual 500-F cells in series have 100 F of capacitance. Yet four 500-F cells in series with one 400-F cell each have only 95 F of capacitance.

Moreover, the failure of any component within the string effectively causes the unit to "fail" due to the serial connection be-tween the individual string members. In particular, an open circuit in any series-connected component effectively renders the entire string as open circuited. Plus, ultracapacitors eventually fail open circuit, so it's a significant concern when many cells are connected together in a long string. That's because the mean time between failure (MTBF) of any system is inversely proportional to the number of components in that system.

Need For Voltage Equalization: Because sustained overvoltage can cause an ultracapacitor to fail, the voltage across each cell in a series string must not exceed the maximum continuous-working-voltage rating of the individual cells in the string. Thus, preventing the voltage impressed upon each cell in the string from exceeding its continuous-working-voltage rating is the most important preventive measure for ensuring trouble-free operation during the string's life. The designer must either reduce the "rate of charge" being delivered to a cell, or completely stop charging a cell whose voltage approaches its surge-voltage rating.

The easiest way to reduce the current that's charging an ultracapacitor cell is to divert some of it around the cell. One such method employs a passive bypass component. The other, more complicated procedure uses an active bypass circuit. Both techniques have advantages and disadvantages.

Passive Cell Voltage Equalization: The simplest implementation of the passive method involves a resistor "ladder" that has a "rung" or node connected to each node where all ultracapacitor cells join. This places a resistive element in parallel with every ultracapacitor cell (Fig. 1). The value of each resistor in the ladder should be selected so that the current flowing through it is within the range of two to 10 times the typical initial leakage current of the ultracapacitor cells in the string. That can be as high as 1 to 3 mA. So with a VC(MAX) of 2.7 V, the resistance range is:

VC(MAX)/IC(BYPASS) = R 2.7 V/(2 × 1 mA) = 1.35 kΩ to 2.7V/(10 × 3 mA) = 90Ω

But the exact value may need to be determined by the maximum-possible charging rate that the string will likely see. This ensures that enough current will be by-passed to prevent the cell from overcharging.

The primary benefits of this parallel-resistor ladder circuit are its low cost and ease of implementation. This circuit's main downside is that it is always discharging the string, so it's not very energy efficient.

Active Cell Voltage Equalization: The simplest implementation of the active-circuit method uses a resistor ladder that's identical to the one just described for the passive method. But the active circuit has an active switching device, like a bipolar transistor or a MOSFET, connected in series with each bypass element of the ladder.

The switches are controlled by voltage-detection circuits that only turn a switch "on" when the voltage across that particular cell approaches a value just slightly below the continuous-working-voltage rating of the cell (2.68 V in the example to follow). This is called the bypass threshold voltage. Figure 2 depicts a typical block diagram of an active charging-current diversion circuit.

The value and wattage of each resistive element should be sized so that approximately 1 A of diversion current is siphoned off from each cell whose voltage exceeds the bypass threshold voltage. The turning "on" of one or more charging-current diversion switches could (and should) also be used as a signal to the charging circuit to terminate the current cell-charging cycle. Figure 3 depicts the current in the bypass circuit versus cell voltage, showing the circuit becoming active at the bypass threshold voltage.

This circuit is more energy efficient because the switches are "on" only when a cell needs to have some of its charging current diverted. If the voltage across each cell is under the threshold set for the detection circuit, the switch is "off" and the resistor isn't diverting charging current from the cell. The main disadvantage here is that separate voltage-detection and switch-control circuits are necessary for every cell in the string, making it potentially more costly and difficult to deploy. Yet, it provides the most protection for the individual capacitor cells in the string.

Implementing Active Equalization: Figure 4 provides a practical example of a series string comprising capacitor cells that have active capacitor cell voltage-equalization circuits. Here, 18 1700-F, 2.7-V NESSCAP ultracapacitor cells are linked in series to form a string with an overall capacitance of 94 F, a voltage rating of 48 V dc, and an ESR of 12.6 mΩ.

Every ultracapacitor cell in the string contains a pc board mounted across its terminals. Each pc board has its own voltage-detection circuitry, switch, and bypass element. Figure 5 shows a circuit diagram of the pc board. The bypass element, R9, is an axial-lead 2.7-Ω 5-W metal-oxide resistor. The switch, T2, is a BC868 or equivalent, npn SMT bipolar transistor in an SOT89 package. IC1 is a precision reference, such as a TL431, used to set the threshold voltage (2.68 V) at which T2 turns on.

Series ultracapacitor strings can usually be ordered from ultracapacitor manufacturers. They come as preassembled banks, complete with active capacitor cell voltage-equalization circuits installed, tested, and guaranteed to function properly.

Kết quả (Việt) 1:

Nhiều hệ thống ứng dụng yêu cầu rằng tụ điện được kết nối với nhau, trong loạt và/hoặc kết hợp song song, để tạo thành một "Ngân hàng" với một cụ thể điện áp và điện dung đánh giá. Các tham số quan trọng nhất cho tụ tất cả, bao gồm cả ultracapacitors, là xếp hạng điện áp. Subjecting tụ hầu như bất kỳ để một điện áp cao đáng kể hơn so với nó được thiết kế để chịu được thường kết quả trong một irreparably bị hư hỏng, nonworking tụ điện. Điều này đặc biệt đúng cho ultracapacitors, do đó, họ phải được bảo vệ từ điều kiện overvoltage.Tụ thông thường có hai điện áp xếp hạng. Bất cứ điều gì điện áp tụ điện có thể duy trì vô thời hạn, không có thiệt hại hoặc hiệu suất suy thoái, được gọi là điện áp liên tục làm việc. Mặt khác, điện áp một tụ điện có thể xử lý chỉ có một thời gian ngắn thời gian, như một vài trăm mili giây, là đánh giá cao điểm hoặc tăng tạm thời.Khi ultracapacitor một phải chịu nhiều hơn một điện áp tolerable, chất điện phân hữu cơ trong tế bào bắt đầu để phân hủy, sản xuất một sản phẩm phụ khí. Nếu điều kiện overvoltage vẫn tồn tại đủ lâu, áp lực có thể xây dựng lên cho đến khi lỗ thông hơi an toàn trên ultracapacitor của gói mở ra. Do đó, nhiều hơn nữa của chất điện phân sẽ phân hủy và bốc hơi cho đến khi sức đề kháng nội bộ hiệu quả của ultracapacitor tăng và trở thành một mạch mở.Trong ngắn hạn, Ấn tượng điện áp trên một ultracapacitor vì nó có Xếp hạng để chịu được thường đòi hỏi phải thay thế. Vì vậy, công tác phòng chống là thực tế hợp lý nhất, vì nó có hiệu quả có thể loại bỏ chi phí sửa chữa và bảo trì ultracapacitor. Nó cũng eradicates nguyên nhân tiềm năng khác của thiết bị thời gian chết.Sau khi điện áp đánh giá, hai tham số quan trọng nhất cho tất cả các loại của tụ điện là của điện dung và equivalent loạt kháng (ESR). Khi nhiều ultracapacitor tế bào được kết nối với nhau bằng một chuỗi phim, các tham số ba bị ảnh hưởng như sau:Điện áp đánh giá tổng thể của một chuỗi các tụ điện Series: Điện áp tất cả có thể được ép im trên một chuỗi các tụ điện tế bào kết nối trong loạt bằng tổng của mỗi tế bào cá nhân điện áp đánh giá. Ultracapacitors thường kết nối với nhau trong loạt để họ có thể phải chịu một điện áp cao hơn các tế bào cá nhân có được đánh giá cao để chịu được.Giá trị điện dung tổng thể của một chuỗi các tụ điện Series: Các điện dung ròng của một chuỗi các tụ điện tế bào là đối ứng số tiền reciprocals của mọi tế bào điện dung. Điều này dễ dàng nhất hiểu nếu tất cả các thành viên của chuỗi có giá trị điện dung tương đương. Sau đó, điện dung của toàn bộ chuỗi sẽ bằng điện dung cá nhân tế bào được chia cho số các tế bào trong chuỗi. Ví dụ: kết nối tế bào 100, mỗi với 1000 Farads (F) của điện dung trong một chuỗi phim, sẽ sản xuất một điện dung hiệu quả tổng thể của 10 F.ESR tổng thể của một chuỗi các tụ điện Series: Các ESR chuỗi, tất cả có cùng một đặc tính tích lũy như điện áp di động. Nói cách khác, nó tương đương với tổng của tất cả các giá trị ESR cá nhân. Một chuỗi 100-di động với 5 mΩ dc ESR mỗi sẽ có một tổng thể dc ESR của 500 mΩ.Tụ điện được kết nối trong loạt phải tuân theo nguyên tắc "liên kết yếu nhất". Các biểu diễn nghèo nhất trong chuỗi bộ hiệu suất "tốc độ" cho phần còn lại của chuỗi. Vì vậy, năm cá nhân tế bào 500-F trong loạt có 100 F của điện dung. Được bốn tế bào 500-F trong loạt với một 400-F cell mỗi đã chỉ 95 F điện dung.Hơn nữa, sự thất bại của bất kỳ thành phần nào trong chuỗi có hiệu quả gây ra các đơn vị để "thất bại" do kết nối nối tiếp-tween các thành viên cá nhân chuỗi. Đặc biệt, một mạch mở trong bất cứ thành phần loạt kết nối một cách hiệu quả ám toàn bộ chuỗi như mở circuited. Thêm vào đó, ultracapacitors cuối cùng không mạch mở, do đó, nó là một mối quan tâm đáng kể khi nhiều tế bào được kết nối với nhau bằng một chuỗi dài. Đó là bởi vì thời gian có nghĩa là giữa thất bại (MTBF) của bất kỳ hệ thống là tỷ lệ nghịch với số lượng các thành phần trong hệ thống đó.Cần thiết cho sự ngang nhau điện áp: Bởi vì duy trì overvoltage có thể gây ra một ultracapacitor thất bại, điện áp trên mỗi tế bào trong một chuỗi phim không vượt quá đánh giá liên tục làm việc điện áp tối đa của các tế bào cá nhân trong chuỗi. Vì vậy, ngăn chặn áp Ấn tượng khi mỗi tế bào trong chuỗi vượt quá đánh giá liên tục làm việc điện áp của nó là biện pháp phòng ngừa quan trọng nhất để đảm bảo sự cố miễn phí hoạt động trong cuộc sống của chuỗi. Các nhà thiết kế phải hoặc là giảm "tỷ lệ phí" đang được chuyển giao để một tế bào, hoặc hoàn toàn ngừng tính phí một tế bào điện áp có phương pháp tiếp cận của nó đánh giá tăng áp.Cách dễ nhất để giảm hiện nay sạc di động ultracapacitor một là chuyển hướng một số của nó xung quanh các tế bào. Một như phương pháp sử dụng một thành phần thụ động bỏ qua. Các thủ tục phức tạp khác, thêm sử dụng một mạch bypass hoạt động. Cả hai kỹ thuật có lợi thế và bất lợi.Thụ động tế bào điện áp sự ngang nhau: Việc thực hiện đơn giản nhất của phương pháp thụ động liên quan đến một điện trở "bậc thang" có một "rung" hoặc nút kết nối với mỗi nút nơi tất cả ultracapacitor tế bào tham gia. Điều này đặt một yếu tố resistive song song với mỗi tế bào ultracapacitor (hình 1). Giá trị của mỗi điện trở trong các bậc thang nên được lựa chọn do đó dòng chảy qua nó là trong khoảng 2-10 lần hiện nay điển hình rò rỉ ban đầu của các tế bào ultracapacitor trong chuỗi. Mà có thể tăng cao như 1 đến 3 mA. Do đó, với một VC(MAX) 2,7 V, dãy kháng là: VC(Max)/IC(BYPASS) = R 2,7 V / (2 × 1 mA) = 1.35 kΩ để 2.7V / (10 × 3 mA) = 90ΩNhưng giá trị chính xác có thể cần phải được xác định bởi tỷ lệ tính phí tối đa có thể chuỗi có thể sẽ thấy. Điều này đảm bảo rằng đủ hiện tại sẽ được by-passed để ngăn chặn các tế bào từ overcharging.Những lợi ích chính của bậc thang song song-điện trở mạch này là các chi phí thấp và dễ dàng thực hiện. Nhược điểm chính của mạch này là rằng nó luôn luôn xử lý chuỗi, do đó, nó không phải là rất năng lượng hiệu quả.Hoạt động tế bào điện áp sự ngang nhau: Việc thực hiện đơn giản nhất của phương pháp hoạt động mạch sử dụng một cái thang điện trở là giống hệt nhau vào một chỉ mô tả phương pháp thụ động. Nhưng hoạt động mạch có một thiết bị chuyển đổi hoạt động, như một bóng bán dẫn lưỡng cực hoặc một MOSFET, kết nối trong loạt với mỗi phần tử bỏ qua của các bậc thang.Các thiết bị chuyển mạch được kiểm soát bằng mạch điện áp-phát hiện chỉ bật một chuyển đổi "trên" khi điện áp trên tế bào đặc biệt đó phương pháp tiếp cận giá trị chỉ cần một chút dưới đây đánh giá liên tục làm việc điện áp của các tế bào (2,68 V trong ví dụ để làm theo). Điều này được gọi là điện áp ngưỡng bỏ qua. Hình 2 miêu tả một sơ đồ khối điển hình của một mạch hoạt động hiện tại sạc chuyeån.Giá trị và wattage của mỗi phần tử điện trở nên được cỡ để cho khoảng 1 A của chuyeån hiện tại siphoned từ mỗi tế bào điện áp mà vượt quá điện áp ngưỡng bỏ qua. Quay "trên" của một hoặc nhiều sạc-hiện tại chuyeån chuyển mạch có thể (và nên) cũng được sử dụng như là một tín hiệu để sạc điện để kết thúc chu kỳ tế bào tính phí hiện tại. Hình 3 mô tả hiện tại trong mạch bypass so với tế bào điện áp, Đang hiển thị các mạch trở thành hoạt động tại điện áp ngưỡng bỏ qua.Mạch này là thêm năng lượng hiệu quả bởi vì các thiết bị chuyển mạch "về" chỉ khi một tế bào cần phải có một số của nó tính phí hiện tại chuyển hướng. Nếu điện áp trên mỗi tế bào là dưới ngưỡng đặt cho mạch phát hiện, việc chuyển đổi là "tắt" và điện trở không phải là cách chuyển tính phí hiện tại từ các tế bào. Những bất lợi chính ở đây là rằng điện áp riêng biệt, phát hiện và kiểm soát chuyển mạch là cần thiết cho mọi tế bào trong chuỗi, làm cho nó có khả năng hơn tốn kém và khó khăn để triển khai. Tuy vậy, nó cung cấp bảo vệ nhất cho các tế bào cá nhân tụ trong chuỗi.Thực hiện sự ngang nhau hoạt động: Hình 4 cung cấp một ví dụ thực tế của một chuỗi series bao gồm các tế bào của tụ điện có hoạt động tụ di động cân bằng điện áp mạch. Ở đây, 18 1700-F, 2,7-V NESSCAP tế bào ultracapacitor được liên kết trong loạt để tạo thành một chuỗi với một điện dung tổng thể của 94 F, điểm điện áp 48 V dc và một ESR 12,6 mΩ.Mỗi tế bào ultracapacitor trong chuỗi chứa một hội đồng quản trị máy tính gắn trên thiết bị đầu cuối của nó. Mỗi hội đồng quản trị máy tính có mạch điện áp-phát hiện riêng của mình, chuyển đổi, và bỏ qua yếu tố. Hình 5 cho thấy một sơ đồ mạch của Hội đồng quản trị máy tính. Các yếu tố bypass, R9, là một trục chính 2,7-Ω 5-W oxit kim loại điện trở. Việc chuyển đổi, T2, là một BC868 hoặc tương đương, npn SMT bóng bán dẫn lưỡng cực trong một gói SOT89. IC1 là một tham chiếu chính xác, chẳng hạn như một TL431, được sử dụng để thiết lập ngưỡng áp (2,68 V) mà T2 quay về.Loạt ultracapacitor dây thường có thể được đặt hàng từ nhà sản xuất ultracapacitor. Họ đến như là preassembled ngân hàng, hoàn chỉnh với hoạt động tụ di động cân bằng điện áp mạch được cài đặt, thử nghiệm, và bảo đảm để hoạt động đúng.

Kết quả (Việt) 2:

Nhiều ứng dụng hệ thống này yêu cầu tụ được kết nối với nhau, trong loạt và / hoặc sự kết hợp song song, để tạo thành một "ngân hàng" với một điện áp cụ thể và giá điện dung. Các thông số quan trọng nhất đối với tất cả các tụ điện, bao gồm cả tự điện, là đánh giá điện áp. Buộc hầu như bất kỳ tụ điện để điện áp cao hơn đáng kể so với nó được thiết kế để chịu được thường là kết quả trong một không thể sửa chữa hư hỏng, tụ nonworking. Điều này đặc biệt đúng đối với tự điện, vì vậy họ phải được bảo vệ khỏi những điều kiện quá áp. Tụ điện thường có hai xếp hạng điện áp. Dù điện áp tụ điện có thể duy trì vô thời hạn, không có thiệt hại hoặc suy giảm hiệu suất, được gọi là điện áp liên tục làm việc. Mặt khác, điện áp một tụ điện có thể xử lý chỉ một thời gian ngắn, giống như một vài trăm mili giây, là đỉnh cao hoặc tăng giá tạm thời. Khi một tụ điện là phải chịu hơn một điện áp có thể chịu được điện phân hữu cơ trong các tế bào bắt đầu phân hủy, sản xuất một sản phẩm phụ dạng khí. Nếu tình trạng quá áp vẫn tồn tại đủ lâu, áp lực có thể xây dựng cho đến khi các lỗ thông hơi an toàn trên bao bì của tụ điện sẽ mở ra. Do đó, nhiều điện sẽ bị phân hủy và bốc hơi cho đến khi có hiệu quả tăng sức đề kháng nội bộ của tụ điện và trở thành một mạch mở. Trong ngắn hạn, gây ấn tượng nhiều hơn điện áp trên một tụ điện này cao như đánh giá để chịu được thường đòi thay thế. Do đó, phòng thực hành là hợp lý nhất, vì nó có hiệu quả có thể loại bỏ các tụ điện, sửa chữa và chi phí bảo trì. Nó cũng diệt trừ nguyên nhân tiềm năng khác của thiết bị thời gian chết. Sau khi đánh giá điện áp, hai thông số quan trọng nhất đối với tất cả các loại tụ điện là điện dung và điện trở nối tiếp tương đương (ESR). Khi các tế bào nhiều tụ điện được kết nối với nhau trong một chuỗi series, ba thông số bị ảnh hưởng như sau: Điện áp Xếp hạng tổng thể Of A Series-Tụ String: Tổng điện áp có thể được im ép qua một chuỗi các tế bào tụ điện mắc nối tiếp bằng các tổng của giá điện áp mỗi cá nhân của tế bào. Tự điện thường được kết nối với nhau trong loạt để họ có thể phải chịu một điện áp cao hơn so với các tế bào riêng lẻ có sẵn được đánh giá để chịu được. Nói chung dung Giá trị Of A Series-Tụ String: Các dung ròng của một chuỗi các tế bào tụ là đối ứng của tổng các nghịch đảo của điện dung của mỗi tế bào. Điều này là dễ hiểu nhất nếu tất cả các thành viên của chuỗi có giá trị điện dung tương đương. Sau đó, các điện dung của toàn bộ chuỗi sẽ bằng dung di động cá nhân chia cho số lượng tế bào trong chuỗi. Ví dụ, kết nối 100 tế bào, mỗi với 1000 Farads (F) của điện dung trong một loạt chuỗi, sẽ sản xuất một điện dung hiệu quả tổng thể của 10 F. Nhìn chung ESR Of A Series-Tụ String: Tổng ESR của chuỗi có cùng tích lũy đặc điểm là điện áp di động. Nói cách khác, nó bằng tổng của tất cả các giá trị ESR cá nhân. Một chuỗi 100-cell với 5 mΩ dc ESR mỗi người sẽ có một dc tổng thể ESR 500 mΩ. Tụ điện mắc nối tiếp chịu sự "yếu nhất-link" nguyên tắc. Nghệ sĩ biểu diễn nghèo nhất trong chuỗi thiết lập hiệu suất "tốc độ" cho phần còn lại của chuỗi. Vì vậy, năm các tế bào 500-F cá nhân trong series có 100 F của điện dung. Tuy nhiên, bốn tế bào 500-F trong loạt với một 400-F tế bào từng có chỉ có 95 F của điện dung. Hơn nữa, sự thất bại của bất kỳ thành phần trong chuỗi hiệu quả gây ra các đơn vị để "thất bại" do các kết nối nối tiếp được-tween cá nhân các thành viên chuỗi. Đặc biệt, một mạch mở trong bất kỳ thành phần chuỗi kết nối có hiệu quả làm cho toàn bộ chuỗi như mở mạch. Plus, tự điện cuối cùng không mở mạch, vì vậy đó là một mối quan tâm đáng kể khi nhiều tế bào được kết nối với nhau trong một chuỗi dài. Đó là bởi vì thời gian trung bình giữa thất bại (MTBF) của bất kỳ hệ thống là tỉ lệ nghịch với số lượng của các thành phần trong hệ thống đó. Cần Đối với điện áp Equalization: Bởi vì quá áp kéo dài có thể gây ra một tụ điện để không, điện áp trên mỗi tế bào trong một loạt chuỗi phải không vượt quá giá liên tục làm việc điện áp tối đa của các tế bào riêng lẻ trong chuỗi. Vì vậy, ngăn ngừa điện áp gây ấn tượng khi từng tế bào trong chuỗi từ quá giá liên tục lao động điện áp của nó là các biện pháp phòng ngừa quan trọng nhất để đảm bảo hoạt động rắc rối-miễn phí trong suốt cuộc đời của chuỗi. Các nhà thiết kế hoặc là phải giảm "mức phí" được chuyển giao cho một ô, hoặc hoàn toàn ngừng thu phí một tế bào có điện áp tiếp cận giá tăng điện áp của nó. Cách dễ nhất để làm giảm hiện nay đó là sạc một tế bào tụ điện là để chuyển hướng một số của nó xung quanh tế bào. Một phương pháp như sử dụng một thành phần bypass thụ động. Các, thủ tục phức tạp hơn khác sử dụng một mạch bỏ qua hoạt động. Cả hai kỹ thuật đều ​​có những ưu và nhược điểm. Passive Voltage di Equalization: Việc thực hiện đơn giản nhất của phương pháp thụ động bao gồm một điện trở "bậc thang" rằng có một "rung" hoặc nút kết nối với mỗi nút, nơi tất cả các tế bào tụ điện tham gia. Điều này đặt ra một phần tử điện trở song song với mỗi tế bào tụ điện (Fig. 1). Giá trị của mỗi điện trở trong các bậc thang cần được lựa chọn sao cho dòng điện chạy qua nó nằm trong phạm vi từ hai đến 10 lần so với thông thường hiện rò rỉ ban đầu của các tế bào tụ điện trong chuỗi. Điều đó có thể cao như 1-3 mA. Vì vậy, với một VC (MAX) là 2,7 V, vùng kháng cự là: VC (MAX) / IC (BYPASS) = R 2.7 V / (2 × 1 mA) = 1,35 kΩ 2.7V / (10 × 3 mA) = 90Ω Nhưng giá trị chính xác có thể cần phải được xác định bằng tỷ lệ tối đa-thể sạc rằng chuỗi có thể sẽ nhìn thấy. Điều này đảm bảo rằng đủ hiện sẽ do-thông qua để ngăn chặn các tế bào từ việc sạc quá mức. Các lợi ích chính của song song điện trở mạch bậc thang này là chi phí thấp và dễ thực hiện. Nhược điểm chính của mạch này là nó luôn luôn xả chuỗi, do đó nó không phải rất năng lượng hiệu quả. Hoạt Voltage di Equalization: Việc thực hiện đơn giản nhất của phương pháp chủ động mạch sử dụng một cái thang điện trở đó là giống với một trong những chỉ mô tả cho phương pháp thụ động. Nhưng các hoạt động mạch có một thiết bị chuyển mạch hoạt động, như một bóng bán dẫn lưỡng cực hoặc một MOSFET, nối tiếp với mỗi phần tử bypass của thang. Các thiết bị chuyển mạch được điều khiển bằng mạch điện áp phát hiện rằng chỉ bật công tắc "on" khi điện áp trên rằng tế bào đặc biệt một cách tiếp cận giá trị chỉ hơi thấp hơn giá liên tục làm việc áp của tế bào (2,68 V trong các ví dụ để làm theo). Điều này được gọi là điện áp ngưỡng bypass. Hình 2 mô tả một sơ đồ khối điển hình của một mạch sạc-hiện dòng hoạt động. Các giá trị và công suất của mỗi phần tử điện trở nên được kích thước để khoảng 1 A của dòng hiện tại đang bòn rút từ mỗi tế bào có điện áp vượt quá điện áp ngưỡng bypass. Những bước ngoặt "trên" của một hoặc nhiều switch dòng sạc-hiện tại có thể (và nên) cũng được sử dụng như là một tín hiệu cho mạch sạc để chấm dứt chu kỳ tế bào sạc hiện tại. Hình 3 mô tả hiện nay ở các mạch bypass so với điện áp di động, cho thấy các mạch trở thành hoạt động ở điện áp ngưỡng bypass. Mạch này là năng lượng hiệu quả hơn bởi vì các thiết bị chuyển mạch là "trên" chỉ khi một tế bào cần phải có một số sạc hiện tại của nó chuyển hướng . Nếu điện áp trên mỗi tế bào là dưới ngưỡng thiết lập cho các mạch phát hiện, việc chuyển đổi là "tắt" và các điện trở không được chuyển hướng dòng điện nạp từ tế bào. Nhược điểm chính ở đây là điện áp phát hiện và chuyển đổi kiểm soát mạch riêng biệt là cần thiết cho mọi tế bào trong chuỗi, làm cho nó có thể tốn kém hơn và khó khăn để triển khai. Tuy nhiên, nó cung cấp sự bảo vệ nhất cho các tế bào tụ cá nhân trong chuỗi. Thực hiện động Equalization: Hình 4 cung cấp một ví dụ thực tế của một loạt chuỗi bao gồm các tế bào tụ điện có điện áp mạch-cân bằng tế bào tụ điện đang hoạt động. Tại đây, 18 năm 1700-F, 2,7-V tế bào NESSCAP tụ điện được liên kết trong chuỗi để tạo thành một chuỗi với một điện dung tổng thể của 94 F, một đánh giá điện áp 48 V dc, và một ESR 12,6 mΩ. Mỗi tế bào tụ điện trong chuỗi chứa một bảng pc gắn trên thiết bị đầu cuối của nó. Mỗi hội đồng pc có điện áp phát hiện mạch, chuyển đổi, và yếu tố bypass riêng của mình. Hình 5 cho thấy một sơ đồ mạch của ban pc. Các yếu tố bypass, R9, là một 2,7-Ω 5-W-oxide kim loại điện trở trục chì. Việc chuyển đổi, T2, là một BC868 hoặc tương đương, NPN transistor lưỡng cực SMT trong một gói SOT89. IC1 là một tài liệu tham khảo chính xác, chẳng hạn như một TL431, sử dụng để đặt điện áp ngưỡng (2,68 V) mà tại đó T2 lượt về. Dòng dây tụ điện thông thường có thể được đặt hàng từ các nhà sản xuất tụ điện. Họ đến các ngân hàng như preassembled, hoàn chỉnh với các mạch tế bào tụ điện điện áp cân bằng hoạt động cài đặt, thử nghiệm, và đảm bảo hoạt động đúng.